RS232串口通信原理
串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆)。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议;很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时,串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。
串口通信的概念非:唵危诎次(bit)發送和接收字節。盡管比按字節(byte)的並行通信慢,但是串口可以在使用一根線發送數據的同時用另一根線接收數據。它很簡單並且能夠實現遠距離通信。比如IEEE488定義並行通行狀態時,規定設備線總常不得超過20米,並且任意兩個設備間的長度不得超過2米;而對于串口而言,長度可達1200米。
典型地,串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成:(1)地線,(2)發送,(3)接收。由于串口通信是異步的,端口能夠在一根線上發送數據同時在另一根線上接收數據。其他線用于握手,但是不是必須的。串口通信最重要的參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進行通行的端口,這些參數必須匹配:
a、波特率
這是一個衡量通信速度的參數。它表示每秒鍾傳送的bit的個數。例如300波特表示每秒鍾發送300個bit。當我們提到時鍾周期時,我們就是指波特率例如如果協議需要4800波特率,那麽時鍾是4800Hz。這意味著串口通信在數據線上的采樣率爲4800Hz。通常電話線的波特率爲14400,28800和36600。波特率可以遠遠大于這些值,但是波特率和距離成反比。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通信,典型的例子就是GPIB設備的通信。
b、數據位
这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包,实际的数据不会是8位的,标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如,标准的ASCII码是0~127(7位)。扩展的ASCII码是0~255(8位)。如果数据使用简单的文本(标准 ASCII码),那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节,包括开始/停止位,数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选。跤铩鞍敝溉魏瓮ㄐ诺那榭。
c、停止位
用于表示單個包的最後一位。典型的值爲1,1.5和2位。由于數據是在傳輸線上定時的,並且每一個設備有其自己的時鍾,很可能在通信中兩台設備間出現了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束,並且提供計算機校正時鍾同步的機會。適用于停止位的位數越多,不同時鍾同步的容忍程度越大,但是數據傳輸率同時也越慢。
d、奇偶校驗位
在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式:偶、奇、高和低。當然沒有校驗位也是可以的。對于偶和奇校驗的情況,串口會設置校驗位(數據位後面的一位),用一個值確保傳輸的數據有偶個或者奇個邏輯高位。例如,如果數據是011,那麽對于偶校驗,校驗位爲0,保證邏輯高的位數是偶數個。如果是奇校驗,校驗位位1,這樣就有3個邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數據,簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設備能夠知道一個位的狀態,有機會判斷是否有噪聲幹擾了通信或者是否傳輸和接收數據是否不同步。